微波活性的硅氧烷弹性体制造技术

本发明专利技术涉及硅氧烷弹性体、其制造方法及本发明专利技术组合物在交联后用于生产挤出物及模制品的用途，所述硅氧烷弹性体填充有磁铁矿或含磁铁矿的混合物，并具有微波活性或磁性或者具有微波活性和磁性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅氧烷弹性体、其制造方法及本专利技术组合物在交联后用于生产挤出物及模制品的用途，所述硅氧烷弹性体填充有磁铁矿或含磁铁矿的混合物，并具有微波活性或磁性或者具有微波活性和磁性。
技术介绍
由于硅氧烷弹性体的化学结构，例如没有偶极矩，所以硅氧烷弹性体不具有微波活性。因此硅氧烷弹性体既不能经由微波辐射加热也不能经由微波辐射交联。因此至今尚无经由微波能量辐照使其硫化的报道。对于某些应用，先前技术已揭示了具有选自铁氧体(具有化学式MxFeyOz的氧化物材料)的具有微波活性的填料的硅氧烷弹性体。例如，US 6,521,150B1、EP 0945916 A2和DE 3721427 A1揭示了填充有铁氧体的硅氧烷弹性体用于辐射吸收或阻尼；US 4,980,384 B1和US 4,460,713 B1揭示了微波引发硫化；在EP 1132000 A1、DE19646695 A1、EP 0736251 A1、FR 2694876 A1、US 4,496,815 B1、US 4,566,804 B1中，为了加热或干燥，通过直接接触填充有铁氧体的聚硅氧烷或涂有聚硅氧烷的基体来加热物品。铁氧体形成一组具有化学通式(I)的陶瓷氧化物材料MIIFeIII2O4(I)相当于MIIO·Fe2O3，其具有永久磁偶极。铁氧体尖晶石(ferritesoinel)的MII是一种二价金属，例如锌、镉、钴、锰、铁、铜或镁，其摩尔比为从1Fe2O3∶1MIIO(例如磁铁矿、Fe3O4)到3Fe2O3∶2MIIO，并具有混合的MII成分，例如Ni0.5Zn0.5Fe2O4。铁氧体(大部分可通过在1000到1450℃下烧结混合的粉末状氧化物成分制得)具有良好的磁性，且此处可在顺磁性铁氧体(例如其中的MII是锌或镉)与强磁性铁氧体(例如其中的MII是锰、钴或镍)之间作出区别。磁铁矿是化学通式(II)所表示的铁氧体的一个具体实例Fe2+Fe23+O4(II)相当于FeO·Fe2O3或更简单的Fe3O4，其结构为逆尖晶石(inversespinel)，其晶格呈立方-六八面体(cubic-hexakisoctahedral)。此结构可有位错或者所有的晶格位置可按照通式占据。磁铁矿形成不透明晶体，典型的氧化铁黑色带有轻微的金属光泽。磁铁矿具有极强磁性，且具有良好的电导率，约高于115-120K。天然磁铁矿常伴有钛尖晶石Fe2TiO4(TiO2含量高达6％的钛磁铁矿)及钛铁矿。理论上铁含量通常无法达到72.4％，因为大部分磁铁矿还含有镁、铝(与尖晶石形成混合晶体)、镍、锌、铬、钛及高达1.5重量％以上的氧化钒。然而，本领域技术人员知晓天然及源于工业的磁铁矿，这些磁铁矿只含通常遇到的较重金属并因此大约具有理论上可能的铁比例。下文中“铁氧体”一词表示除磁铁矿以外的铁氧体。现有技术所述的填充有铁氧体的硅氧烷组合物存在各种缺点。制备铁氧体的化学过程使其带有部分污染物(例如重金属)，这在食品应用中尤为严重，这些污染物大部分都不允许直接接触食物，因而为得到最终成分，需要实施复杂的生产加工，例如产生多层结构等。由于铁氧体只在某些微波辐射频带具有足够的活性，故其应用也受到限制。由于退火或加热过程中的活性减弱或衰竭，或由于转化或分解，铁氧体的适当改性的长期稳定性不足。此外，现有技术的填料混入弹性体基质的能力有限。另一常见的结果是填料损害组合物的可加工性，因为，举例而言，这会增加粘性或具有磨蚀作用。所有现有技术的硅氧烷橡胶组合物的常见特征是硫化橡胶(vulcanizate)的机械特性较差。此外，相关现有技术的填料的表面可处理性较差，因而降低了其连结到聚合物基质的能力。此外，现有技术铁氧体的浅褐色到深褐色的外观无法改变又不雅观，用在可见区域时更是如此。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供没有上述缺点的含硅氧烷组合物，其可用于制备具有微波活性或磁性或者具有微波活性和磁性的硫化橡胶。令人惊讶的是，上述目的可通过使用磁铁矿作为唯一填料或与其它填料(例如铁氧体)结合使用来实现，所述填料可不经处理，优选经过处理。虽然可以将磁铁矿嵌入热固性塑料(例如参见US 4,542,271)或嵌入耐高热弹性体(例如氟橡胶(FKM、FPM)或聚氟硅氧烷(FVMQ))，但在前一情况中会损及机械性能和柔韧性，有时也会损及与食品的相容性，而在后一情况中，则会损及产品的成本效益和与食品的相容性。此外，大多具有复杂的加工或结合方法。由于暴露于微波所产生的热，将材料嵌入热塑性塑料或耐低热弹性体是没有用的。故本专利技术提供一种可交联的硅氧烷组合物，其包括(A)具有至少一个有机基的有机聚硅氧烷，所述有机基具有至少一个脂族碳-碳多重键；(B)以100重量份的有机聚硅氧烷(A)为基准，0至100重量份的经处理或未经处理的活性填料，优选热解型或沉积型硅石；(C)经处理或未经处理的微波活性填料或者经处理和未经处理的微波活性填料的混合物，其中包括具有化学通式Fe3O4的磁铁矿；及(D)适于交联的体系，该体系选自缩合交联体系、过氧化物引发的交联体系和贵金属络合物催化的加成交联体系。本专利技术的硅氧烷组合物可为单罐装组合物或多罐装组合物。在后一情况中，本专利技术的组合物的组成部分可包含以任何方式组合的任何组分。本专利技术的硅氧烷组合物优选包含脂族不饱和有机硅化合物作为组分(A)，此处可使用迄今在非交联和交联组合物中使用的任何脂族不饱和有机硅组合物或其它材料，例如具有脲链段的硅氧烷嵌段共聚物、具有酰胺链段和/或具有亚酰胺链段和/或具有酯酰胺链段和/或具有聚苯乙烯链段和/或具有硅亚芳基链段和/或具有碳硼烷链段的硅氧烷嵌段共聚物、以及具有醚基的硅氧烷接枝共聚物。组分(A)的摩尔质量优选为102至106克/摩尔。在一个优选实施方式中，组分(A)是分子量较低的烯基官能低聚硅氧烷，例如1，2-二乙烯四甲基二硅氧烷。另一个更优选的实施方式中使用高聚合的聚二甲基硅氧烷，其在链中或末端具有硅键结的乙烯基，通过NMR测定其数均摩尔质量的一个实例是从104到106克/摩尔。形成组分(A)的分子结构并不特别重要；具体而言，低聚硅氧烷或聚硅氧烷的结构可以是线型、环状、分支状或其它树脂状、网状。线型及环状聚硅氧烷优选是由化学式R3SiO1/2、R1R2SiO1/2、R1RSiO2/2及R2SiO2/2等所表示的单元组成，其中R和R1如上定义。分支状及网状聚硅氧烷还包含三官能团或四官能团的单元或包含这两种单元，此处优选通式RSiO3/2、R1SiO3/2和SiO4/2所示的单元。当然也可使用符合组分(A)标准的不同硅氧烷的混合物。特别优选使用乙烯基官能的、基本上呈线型的聚二有机基硅氧烷作为组分(A)，其粘度为0.01到500000帕斯卡·秒，优选从0.1到100000帕斯卡·秒，每种情况都是在25℃下。所用的填料(B)可包含迄今用于含硅氧烷组合物的选自硅酸盐的任何填料。在本专利技术组合物中，可作为成分(B)使用的增强填料的实例有热解或沉积硅石，其BET比表面积至少是50平方米/克，还有碳黑和活性炭，例如炉黑和乙炔黑，此处优选热解或沉积硅石，其BET表面积至少是50平方米/克。上述二氧化硅填料可以具有亲水性或通过已知的方法经疏水性处理。在引入亲水性填料的混合过程中，必须添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可交联的硅氧烷组合物，其中包含：（Ａ）具有至少一个有机基的有机聚硅氧烷，所述有机基具有至少一个脂族碳－碳多重键；（Ｂ）以１００重量份的有机聚硅氧烷（Ａ）为基准，０至１００重量份的经处理或未经处理的活性填料，优选热解型或沉 积型硅石；（Ｃ）经处理或未经处理的微波活性填料或者经处理和未经处理的微波活性填料的混合物，其中包括具有化学通式Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］的磁铁矿；及（Ｄ）适于交联的体系，该体系选自缩合交联体系、过氧化物引发的交联体系和贵金属络合 物催化的加成交联体系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根魏丁格尔，
申请(专利权)人：瓦克化学有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]